CN217036769U - 箭载安控供配电*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种箭载安控供配电***，其包括锂离子蓄电池、蓄电池管理器和安控配电器；锂离子蓄电池与蓄电池管理器和安控配电器连接，蓄电池管理器用于对锂离子蓄电池进行充电、加温以及电压检测；安控配电器用于将锂离子蓄电池的输出分配给安控终端、脉冲相参应答机和自毁火工品；安控配电器与地面测发控***连接，地面测发控***用于驱动安控配电器的各控制模式，安控配电器的各控制模式包括地供模式、箭供模式和转电模式。本实用新型通过独立地为安控***进行供配电，能够确保火箭在飞行过程中需要进行主动或者被动安控时，可以不受箭上其他产品故障的影响，及时有效的执行地面或者箭上控制***的安控指令。

Description

箭载安控供配电***

技术领域

本实用新型属于航空航天领域，具体涉及一种箭载安控供配电***。

背景技术

火箭飞行安全控制***(简称安控***)包括地面安控***、箭上测控***及箭上控制***，其中，地面安控***可以通过脉冲相参应答机获取火箭的飞行位置并根据获取的火箭的飞行位置进行判断，进而发出相应的炸毁指令，箭上测控***接收地面安控***发出的炸毁指令后执行炸毁；箭上控制***通过获取火箭的飞行姿态信息并进行判断也可以执行主动炸毁操作。安控***执行炸毁操作需要电源引爆火工品，安控供配电***能够为火箭在姿态失稳需要自毁时提供有效的供配电控制。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供了一种箭载安控供配电***。

根据本实用新型实施例，本实用新型提供了一种箭载安控供配电***，其包括锂离子蓄电池、蓄电池管理器和安控配电器；

所述锂离子蓄电池与蓄电池管理器和安控配电器连接，所述蓄电池管理器用于对所述锂离子蓄电池进行充电、加温以及电压检测；所述安控配电器用于将所述锂离子蓄电池的输出分配给安控终端、脉冲相参应答机和自毁火工品；所述安控配电器与地面测发控***连接，所述地面测发控***用于驱动安控配电器的各控制模式，所述安控配电器的各控制模式包括地供模式、箭供模式和转电模式。

上述箭载安控供配电***中，所述锂离子蓄电池和安控配电器设置在箭体中。

上述箭载安控供配电***中，所述锂离子蓄电池采用4并8串18650单体，其开路电压为24～33.6V，工作电压为26～31V。

上述箭载安控供配电***中，所述锂离子蓄电池的内部设置有热敏电阻和加热片，热敏电阻和加热片用于配合所述蓄电池管理器对所述锂离子蓄电池进行加温控制。

上述箭载安控供配电***中，所述蓄电池管理器包括充电管理模块和加温模块；

所述充电管理模块用于根据实时采集的充电电源的电压、所述锂离子蓄电池的电压、所述锂离子蓄电池中单体的电压和电流对所述锂离子蓄电池进行充电管理；所述加温模块根据所述热敏电阻采集的温度控制加热片为所述锂离子蓄电池加热。

上述箭载安控供配电***中，所述安控配电器包括控制端口、配电器电路、地供输入端口、第一供电输出端口、箭供输入端口和第二供电输出端口；

所述控制端口用于根据地面测发控***发送的控制指令控制所述配电器电路通过地供或箭供模式供电；当所述配电器电路通过地供模式供电时，所述地供输入端口通过所述配电器电路和第一供电输出端口为安控终端和脉冲相参应答机供电；当所述配电器电路通过箭供模式供电时，所述箭供输入端口通过所述配电器电路和第一供电输出端口为安控终端和脉冲相参应答机供电；当所述配电器电路通过箭供模式供电且收到起飞信号时，所述箭供输入端口通过所述配电器电路和第二供电输出端口为自毁火工品供电。

进一步地，所述控制端口包括地供控制正极和箭供控制正极；所述地供输入端口包括地供正极和地供负极；所述箭供输入端口包括箭供正极和箭供负极；

所述配电器电路包括地供继电器、箭供继电器和火工继电器；

所述地供继电器包括地供第一触点、地供第二触点和地供线圈，所述箭供继电器包括箭供触点和箭供线圈，所述火工继电器包括火工第一触点、火工第二触点、火工第三触点和火工线圈；

所述地供控制正极通过地供线圈和地供第二触点与所述箭供负极连接；

所述地供正极通过地供第一触点和第一二极管连接所述第一供电输出端口的正极，所述地供负极通过地供第二触点与所述箭供负极连接；

所述箭供控制正极通过第二二极管和箭供线圈与所述箭供负极连接；

所述箭供正极通过箭供触点和第三二极管与所述第一供电输出端口的正极连接；所述箭供负极与第一供电输出端口的负极连接；

所述火工继电器中的火工第一触点、火工第二触点、火工线圈和火工第三触点依次串联在所述第二供电输出端口的正极和负极之间。

更进一步地，所述箭供触点和第三二极管连接的线路上还设置有电压表，所述电压表用于测量所述箭供输入端口输入的电压。

更进一步地，所述安控配电器还包括双端继电器，所述安控配电器的各控制模式还包括断电模式，所述双端继电器用于在箭供模式下断开所述安控配电器，使所述安控配电器进入断电模式。

更进一步地，所述双端继电器包括双端触点和双端线圈；所述控制端口还包括断电控制正极和断电控制负极，所述断电控制正极通过所述双端线圈与所述断电控制负极连接；

所述箭供正极依次通过箭供触点、第四二极管、双端触点和箭供线圈与所述箭供负极连接。

根据本实用新型的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：本实用新型提供的箭载安控供配电***通过独立地为安控***进行供配电，能够确保火箭在飞行过程中需要进行主动或者被动安控时，可以不受箭上其他产品故障的影响，及时有效的执行地面或者箭上控制***的安控指令。

本实用新型提供的箭载安控供配电***通过使用可重复充放电的锂离子蓄电池，能够在测试过程中使用真实电池配合安控配电器进行全箭测试，能够更真实的验证火箭的飞行工作状态。

本实用新型提供的箭载安控供配电***能够减少发射场锌-氧化银电池的活化流程，节省测发时间。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本实用新型所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本实用新型的说明书的一部分，其示出了本实用新型的实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例提供的一种箭载安控供配电***的原理图。

附图标记说明：

1、锂离子蓄电池；

2、蓄电池管理器；

3、安控配电器；

31、控制端口；32、配电器电路；33、地供输入端口；34、第一供电输出端口；35、箭供输入端口；36、第二供电输出端口；

10、安控终端；20、脉冲相参应答机；30、自毁火工品；40、地面测发控***。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本实用新型所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本实用新型内容的实施例后，当可由本实用新型内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本实用新型内容的精神与范围。

本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本实用新型，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。

某些用以描述本实用新型的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本实用新型的描述上额外的引导。

本实用新型发明人在研发过程中发现，现有的安控***中用于引爆火工品的电源与其他用电设备共用同一块电池。这种产品配置存在一定的风险，如果火箭在飞行过程中其他用电设备故障导致电池失效，而此时火箭姿态失稳需要自毁，那么由于电池无法有效地为安控***提供用于引爆火工品的电源，就会增加安控执行风险。

另外，现有技术中，有的安控***配套有锌-氧化银电池，该类电池可以看作是一次性电池。在全箭测试时只能通过地面直流电源模拟安控电池，在火箭发射前先对锌-氧化银电池进行活化再直接执行飞行任务，这类电池的可测试性以及可靠性在地面阶段得不到充分的验证，并且需要火箭到发射场后再进行活化处理，增加了流程时间及产品差异的不可控性。

如图1所示，本实用新型提供了一种箭载安控供配电***，其包括锂离子蓄电池1、蓄电池管理器2和安控配电器3。

其中，锂离子蓄电池1与蓄电池管理器2和安控配电器3连接，蓄电池管理器2用于对锂离子蓄电池1进行管理，具体为对锂离子蓄电池1进行充电、加温以及电压检测等。安控配电器3用于将锂离子蓄电池1的输出分配给安控终端10、脉冲相参应答机20和自毁火工品30。安控配电器3具有地供、箭供、转电、断电等控制模式，其与地面测发控***40连接，地面测发控***40用于驱动安控配电器3的各控制模式。

蓄电池管理器2可以设置在地面上，锂离子蓄电池1和安控配电器3设置在箭体中。需要说明的是，为简化地面设备，蓄电池管理器2也可以设置在箭体中。

锂离子蓄电池1和安控配电器3仅为安控***提供供配电服务，不与箭上其他设备产生供配电关系，从而保证安控***供配电的独立性。使用锂离子蓄电池1作为安控***的能源，同时在地面配套一台蓄电池管理器2，在***测试或全箭测试阶段，安控***工作时锂离子蓄电池1提供转电后的能源，蓄电池管理器2可以通过电缆网与锂离子蓄电池1连接，实时检测锂离子蓄电池1的电压和温度状态，锂离子蓄电池1在非放电状态时，可以通过蓄电池管理器2给锂离子蓄电池1进行充电，从而能够有效地提升锂离子蓄电池1的可测试性并完善安控***的测试覆盖性。

在上述实施例中，锂离子蓄电池1采用4并8串18650单体，其开路电压为24～33.6V，工作电压为26～31V，满足安控终端10及脉冲相参应答机202A长期供电及安控区间内40A，100ms的点火电流的需求；锂离子蓄电池1的内部设置有热敏电阻和加热片，热敏电阻和加热片用于配合蓄电池管理器2对锂离子蓄电池1进行加温控制。

在上述实施例中，蓄电池管理器2作为地面设备，其可以通过100米左右(按型号特点配置)的长线电缆为锂离子蓄电池1充电，充电电压可以根据需要设置，充电模式为恒流转恒压模式。具体地，蓄电池管理器2包括充电管理模块和加温模块。

在锂离子蓄电池1的充电过程中，充电管理模块实时采集充电电源的电压、锂离子蓄电池1的电压、锂离子蓄电池1中单体的电压和电流等数据，并根据采集到的数据对锂离子蓄电池1进行充电管理。

加温模块通过锂离子蓄电池1内部设置的热敏电阻进行温度采集，当采集到的温度低于温度设定值时，充电电源输出28V电压，加温模块利用加热片为锂离子蓄电池1加温；当采集到的温度达到温度设定值时，断开加温模块的输出；从而实现自动控温。具体地，热敏电阻可以采用型号为FM501的电阻。

在上述实施例中，安控配电器3有两种供电模式，分别为地面供电模式(简称为地供模式)和电池供电模式(简称为箭供模式)。安控配电器3的输出中第一路为安控终端10的负载电流2A，第二路为自毁火工品30点火短期脉冲40A，100ms。

安控配电器3包括控制端口31、配电器电路32、地供输入端口33、第一供电输出端口34、箭供输入端口35和第二供电输出端口36。

其中，控制端口31用于根据地面测发控***发送的控制指令控制配电器电路32通过地供或箭供模式供电；当配电器电路32通过地供模式供电时，地供输入端口33通过配电器电路32和第一供电输出端口34为安控终端10和脉冲相参应答机20供电；当配电器电路32通过箭供模式供电时，箭供输入端口35通过配电器电路32和第一供电输出端口34为安控终端10和脉冲相参应答机20供电；当配电器电路32通过箭供模式供电且收到起飞信号时，箭供输入端口35通过配电器电路32和第二供电输出端口36为自毁火工品30供电。

在一个具体的实施例中，控制端口31包括地供控制正极和箭供控制正极。地供输入端口33包括地供正极和地供负极。箭供输入端口35包括箭供正极和箭供负极。

配电器电路32包括地供继电器、箭供继电器和火工继电器。

其中，地供继电器包括地供第一触点Kdg-1、地供第二触点Kdg-2和地供线圈Kdg。箭供继电器包括箭供触点Kjg-1和箭供线圈Kjg。火工继电器包括火工第一触点Khg-1、火工第二触点Khg-2、火工第三触点Khg-3和火工线圈Khg。

其中，地供控制正极通过地供线圈Kdg和地供第二触点Kdg-2与箭供负极连接。

地供输入端口33中的地供正极通过地供第一触点Kdg-1和第一二极管D1连接第一供电输出端口34的正极，地供输入端口33中的地供负极通过地供第二触点Kdg-2与箭供负极连接。

箭供控制正极通过第二二极管D2和箭供线圈Kjg与箭供负极连接。

箭供正极通过箭供触点Kjg-1和第三二极管D3与第一供电输出端口34的正极连接。箭供负极与第一供电输出端口34的负极连接。

火工继电器中的火工第一触点Khg-1、火工第二触点Khg-2、火工线圈Khg和火工第三触点Khg-3依次串联在第二供电输出端口36的正极和负极之间。

本实用新型提供的箭载安控供配电***工作时，蓄电池管理器2给锂离子蓄电池1充电，终压设置为31V，将锂离子蓄电池1充满电，加温温度设置为25℃，进行自主控温，并实时监测锂离子蓄电池1的电压和温度。

地面测发控***40接通“地供控制”信号并保持，地供继电器接通，即地供母线建立，第一路配电通过第一供电输出端口34输出。

地面测发控***40接通“箭供控制”信号，持续约500ms后断开，箭供继电器接通并自保持，即箭供母线建立，第一路配电通过第一供电输出端口34输出。

火工继电器中的火工第二触点Khg-2接收起飞信号后，火工线圈Khg得电，火工第一触点Khg-1和火工第三触点Khg-3接通，第二路配电通过第二供电输出端口36输出。

在一个具体的实施例中，箭供触点Kjg-1和第三二极管D3连接的线路上还设置有电压表，电压表用于测量箭供输入端口35输入的电压。

在上述实施例中，安控配电器3还包括双端继电器，双端继电器包括双端触点Kdd-1和双端线圈Kdd。控制端口31还包括断电控制正极和断电控制负极。断电控制正极通过双端线圈Kdd与断电控制负极连接。

箭供正极依次通过箭供触点Kjg-1、第四二极管D4、双端触点Kdd-1和箭供线圈Kjg与箭供负极连接。

在箭供模式下，当地面测发控***40接通“断电控制”信号，双端继电器断开，实现对安控***的断电。

本实用新型提供的箭载安控供配电***独立地为安控***供电，能够增加安控***的可靠性。锂离子蓄电池1良好的可测试性能能够增加箭载安控供配电***的可靠性。锂离子蓄电池1的重量轻、体积小，能够减轻火箭的重量从而间接提升火箭的运载能力。锂离子蓄电池1能够减少发射场活化流程，节省测发时间，有利于后续火箭的快速发射流程。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种箭载安控供配电***，其特征在于，包括锂离子蓄电池、蓄电池管理器和安控配电器；

所述锂离子蓄电池与蓄电池管理器和安控配电器连接，所述蓄电池管理器用于对所述锂离子蓄电池进行充电、加温以及电压检测；所述安控配电器用于将所述锂离子蓄电池的输出分配给安控终端、脉冲相参应答机和自毁火工品；所述安控配电器与地面测发控***连接，所述地面测发控***用于驱动安控配电器的各控制模式，所述安控配电器的各控制模式包括地供模式、箭供模式和转电模式。

2.根据权利要求1所述的箭载安控供配电***，其特征在于，所述锂离子蓄电池和安控配电器设置在箭体中。

3.根据权利要求1所述的箭载安控供配电***，其特征在于，所述锂离子蓄电池采用4并8串18650单体，其开路电压为24～33.6V，工作电压为26～31V。

4.根据权利要求1所述的箭载安控供配电***，其特征在于，所述锂离子蓄电池的内部设置有热敏电阻和加热片，热敏电阻和加热片用于配合所述蓄电池管理器对所述锂离子蓄电池进行加温控制。

5.根据权利要求4所述的箭载安控供配电***，其特征在于，所述蓄电池管理器包括充电管理模块和加温模块；

所述充电管理模块用于根据实时采集的充电电源的电压、所述锂离子蓄电池的电压、所述锂离子蓄电池中单体的电压和电流对所述锂离子蓄电池进行充电管理；所述加温模块根据所述热敏电阻采集的温度控制加热片为所述锂离子蓄电池加热。

6.根据权利要求1所述的箭载安控供配电***，其特征在于，所述安控配电器包括控制端口、配电器电路、地供输入端口、第一供电输出端口、箭供输入端口和第二供电输出端口；

所述控制端口用于根据地面测发控***发送的控制指令控制所述配电器电路通过地供或箭供模式供电；当所述配电器电路通过地供模式供电时，所述地供输入端口通过所述配电器电路和第一供电输出端口为安控终端和脉冲相参应答机供电；当所述配电器电路通过箭供模式供电时，所述箭供输入端口通过所述配电器电路和第一供电输出端口为安控终端和脉冲相参应答机供电；当所述配电器电路通过箭供模式供电且收到起飞信号时，所述箭供输入端口通过所述配电器电路和第二供电输出端口为自毁火工品供电。

7.根据权利要求6所述的箭载安控供配电***，其特征在于，所述控制端口包括地供控制正极和箭供控制正极；所述地供输入端口包括地供正极和地供负极；所述箭供输入端口包括箭供正极和箭供负极；

所述配电器电路包括地供继电器、箭供继电器和火工继电器；

所述地供继电器包括地供第一触点、地供第二触点和地供线圈，所述箭供继电器包括箭供触点和箭供线圈，所述火工继电器包括火工第一触点、火工第二触点、火工第三触点和火工线圈；

所述地供控制正极通过地供线圈和地供第二触点与所述箭供负极连接；

所述地供正极通过地供第一触点和第一二极管连接所述第一供电输出端口的正极，所述地供负极通过地供第二触点与所述箭供负极连接；

所述箭供控制正极通过第二二极管和箭供线圈与所述箭供负极连接；

所述箭供正极通过箭供触点和第三二极管与所述第一供电输出端口的正极连接；所述箭供负极与第一供电输出端口的负极连接；

所述火工继电器中的火工第一触点、火工第二触点、火工线圈和火工第三触点依次串联在所述第二供电输出端口的正极和负极之间。

8.根据权利要求7所述的箭载安控供配电***，其特征在于，所述箭供触点和第三二极管连接的线路上还设置有电压表，所述电压表用于测量所述箭供输入端口输入的电压。

9.根据权利要求7所述的箭载安控供配电***，其特征在于，所述安控配电器还包括双端继电器，所述安控配电器的各控制模式还包括断电模式，所述双端继电器用于在箭供模式下断开所述安控配电器，使所述安控配电器进入断电模式。

10.根据权利要求9所述的箭载安控供配电***，其特征在于，所述双端继电器包括双端触点和双端线圈；所述控制端口还包括断电控制正极和断电控制负极，所述断电控制正极通过所述双端线圈与所述断电控制负极连接；

所述箭供正极依次通过箭供触点、第四二极管、双端触点和箭供线圈与所述箭供负极连接。

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